Gökbilimciler muhtemelen iki kara deliğin bilinen en büyük çarpışmasını belirlediler: yaklaşık yedi milyar yıl önce meydana gelen ve belirtileri bize henüz açıklanmış olan kaotik bir birleşme. Bu felaket olay, araştırmacıların evrendeki en karmaşık nesnelerden birinin doğumunu izlemek için mümkün olan en iyi konumu elde etmelerini sağladı.
Söz konusu olayın iki ana aktörü vardır: Güneş’in kütlesinin yaklaşık 66 katı bir kara delik ve yıldızımızın kütlesinin yaklaşık 85 katı olan diğer kara delikler. İki kara delik birbirine yaklaşırken, saniyede birkaç kez hızla döndüler ve sonunda dünyanın dört bir yanına güçlü dalgalar gönderen devasa bir enerji patlamasıyla çarpıştılar. Ama bu birleşmenin sonucu neydi? Güneş’in kütlesinin yaklaşık 142 katı tek bir kara delik.
Böyle bir bulgu, bilim adamları için önemli bir keşif olabilir. Bugüne kadar, bilim adamları iki farklı boyut spektrumunda kara delikleri doğrudan ve dolaylı olarak gözlemleyebildiler: Güneşimizin kütlesinin 5 ila 100 katı olan daha küçük spektrum ve spektrumun diğer ucundaki, galaksilerin merkezindeki kütlenin milyonlarca ve milyarlarca katı olan süper kütleli kara delikler. Bulunan. Araştırmacılar yıllardır spektrumun ortasındaki kara delikleri belirlemeye çalışıyorlar; Orta kütleli kara delikler, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 100 ila 1.000 katıdır.
Gökbilimciler, evrende ılımlı kara delik türlerinin bulunması gerektiğine inanıyorlardı; Ancak varlıklarına dair doğrudan bir kanıt bulamadılar. Elbette, daha önce birkaç orta büyüklükte kara delik tanımlanmış olmasına rağmen, kesin varoluşlarına dair hiçbir kanıt yoktu. Salvador VitaliMassachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Laigo Laboratuvarı’nda yerçekimi dalgalarını inceleyen yardımcı doçent, Ward Haber Ajansı’na verdiği demeçte, “Kütlenin on katı ve güneşin milyonlarca katı kara delikler arasında gerçekten eksik bağlantılar vardı” dedi.
Son zamanlarda bu yeni keşifle Yayınlanan bilimsel dergilerE, tespit edilen kütlenin ilk orta büyüklükteki kara deliğinin doğumunu gözlemlemiş olabiliriz. Yeni bulgu, dünyanın neden bugün olduğu gibi göründüğünü açıklamaya yardımcı olabilir; Daha küçük kara deliklerin nispeten küçük dağılımları ve galaksilerin merkezinde birkaç büyük kütleli kara delik. Kara deliklerin nasıl aşırı büyüdüğüne dair bir teori, daha küçük kara deliklerin düzenli olarak büyük bir kütle gövdesi oluşturmak için birleşmeleridir. Ancak bu açıklama doğruysa, evrenin herhangi bir yerinde orta kütleli kara delikler bulunmalıdır. Vitali’ye göre, “İşte bu yüzden gökbilimciler bu nesneleri yoğun bir şekilde arıyorlar; “Çünkü kara delik bulmacasını çözmeye yardımcı olacaklar.”
GW190521 yerçekimi dalgası sinyalini diğer gözlemlenen kara delik füzyon olaylarıyla karşılaştıran bir tasarım.
Bilim adamları, iki kara deliğin çarpışmasını tespit etmek için birleşmelerinden çok küçük şok dalgalarını ölçtüler. Kara delikler gibi olağanüstü büyüklükteki nesneler birleştiğinde, uzay ve zamanı döndürerek evrenin dokusunda sahneden gelen ışık hızında ateşlenen titreşimler yaratırlar. Yerçekimi dalgaları olarak bilinen bu titreşimler oluşur oluşmaz muazzamdır; Ancak gezegenimize ulaştıklarında yoğunlukları büyük ölçüde azalır ve tanımlanmaları zordur.
Amerika Birleşik Devletleri ve İtalya’daki Laigu Başak gözlemevleri sayesinde bilim adamları bu çok küçük yerçekimi dalgalarını tespit etmede büyük bir beceri kazandılar; Titreşimlerin yerdeki asılı aynalar üzerindeki etkisini ölçen gözlemevleri, gök cisimlerinin yıkıcı entegrasyonundan kaynaklanan bu son derece küçük dalgaları tespit etmek için özel olarak tasarlanmıştır. Laigu, 2015 yılında yerçekimi dalgalarını ilk kez tespit ettiğinden beri, gözlemevleri kara delikler, nötron yıldızları ve kara delikleri nötron yıldızlarıyla birleştiren yaklaşık 67 olayı tespit etmede dikkate değer bir başarı elde etti.
Dünya’dan 3,5 milyar parsek olan yeni keşif, aynı zamanda Laigo ve Başak’ın şimdiye kadar tanımladıkları en uzak birleşme olayı. Bu mesafe o kadar büyük ki, iki kara deliğin birleşmesinden kaynaklanan yerçekimi dalgalarının bize ulaşması 7 milyar yıl aldı. Bu olay 21 Mayıs 2019’da GW190521 olarak tanımlandı ve o kadar küçüktü ki kolayca gözden kaçabilirdi. Laigu ve Başak, dedektörlerinde yalnızca bir saniye süren dört küçük dalga buldu. Veri bilimcileri titreşimleri tespit etmek için dört farklı algoritma kullandılar ve sonunda iki kara deliğin kütlesini ve salınan enerji miktarını belirlemeyi başardılar. Vitali, “Çarpışma sürecinde, güneşimizin yedi katına denk gelen kütle yok edildi ve sistemden salınan enerjiye dönüştürüldü” diyor. “Yedi güneşin eşdeğeri, saniyenin çok küçük bir bölümünde yok oldu.”
Kısmi tanımlama nedeniyle gökbilimciler Laigo ve Başak, büyük kara delik füzyonunu gerçekten gözlemlemediklerini, bunun yerine yıldız çökmesi dalgaları veya diğer garip fenomenler bulduklarını düşündüler. Ancak kara deliklerin entegrasyonu en basit ve en mantıklı açıklamadır. Gökbilimciler, yeni keşfedilen vaka gibi birleşmelerin, Laigo ve Başak tarafından gözlemlenen daha küçük kara deliklerin birleşmelerinden daha nadir olduğunu tahmin ediyorlar. Vitaly, “Bunun gibi her olay için, daha küçük kara deliklerin yaklaşık 500 birleşmesi olacak” diyor; “Sonuç olarak, bu olay çok nadirdir.”
Ancak Vitaly, dev birleşmeleri yeniden gözden geçirmeyi bekliyor. Laigu ve Başak şu anda astronomik gözlemlerde bulunmuyor; Ancak iki gözlemevi, aletlerini öncekinden daha hassas hale getiren bazı yükseltmelerle gökyüzü gözlemine devam edecek. Vitali, “Bu son derece ağır nesneleri daha fazla tanımlayabilmemiz ve sonra nereden geldiklerine, ne kadar nadir oldukları ve özelliklerinin neler olduğuna dair öğrendiklerimizi artırmalıyız” diyor. “Sonuç olarak, bu kara deliklerin yaşamını ve ölümünü gerçekten keşfedebiliriz.”